UPS不间断电源租赁出租赁服务浦东新数据中心
不间断电源(UPS)是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。它主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应，保证这些设备仪器的不间断运行，防止计算机数据丢失、电话通信网络中断或仪器失去控制。不间断电源广泛应用于：矿山、航天、工业、通讯、国防、、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。
由于产品型号不同，其U/f曲线大致有直线形、折线形、任意折线形几种。具体可按电动机所带负载的特性，及变频器用户手册的说明进行选择即可。U/f比的大小对负载的影响转矩提升是为了补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围U/f增大。U/f比太小，低频率时电动机难以启动或者可启动但带不了负载。U/f比太大，电动机在低频率运行时不节能，甚至会由于电动机磁路高度饱和而使变频器过流跳闸。上述所说只是基本的影响情况，在现场要根据电动机所带负载的特性，进行具体考虑、设定和调整。
系统组成
典型的UPS系统框图如图1所示，它的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器，以及把直流电再变为交流电的逆变器，电池在交流电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证UPS电源交流输出电压。下面几种简图示意了UPS的各种工作情况(以在线式UPS电源为例)。
（1）市电在UPS所允许的范围内正常供电时，如图2所示，粗线描绘了电源能量的流向。
（2）主电源故障即市电被切断后，电源将瞬间改由逆变器提供能量如图3所示。
（3）当所带负载过大或电源内逆变器出现故障时，UPS将打开旁路由主电源直接供电，如图4所示。
连接方式
（1）单台UPS电源能够供给全部负载，连接图如系统的原理图，连接方法较简单。
（2）总负载功率需要二台或更多台UPS电源供给，如图5所示，这种连接方式称作并联无备份方式。
（3）二台或二台以上UPS电源其总容比负载总容量要多，但该系统比负载总容量必须多一台UPS电源的容量，任何一台UPS电源故障时，其余仍能供给全部负载，如图6所示。这种连接方式称作并联有备份方式。
（4）整个UPS电源系统出现故障后，市电将UPS电源脱开，直接接通负载，且不影响UPS电源系统的维修，这种线路设计如图7所示。
因为转子产生的输出转矩T1与负载角成正弦关系变化，转矩为Tm1，则表达式为：T1=Tm1sinδ故负载转矩TL与δ平衡。下图的纵轴表示转矩T1，横轴表示负载角，δ=π/2位移角时，产生电磁转矩。当负载转矩大于电磁转矩时，δ＞π/2，定子磁场将无法带着转子以同步速度旋转，此现象称为失步现象。实际步进电机的定子不是如前图所示的**磁铁旋转，所谓两相电机，是指空间相差π/2的两个线圈，通过相差π/2相位差的交流电流后，产生旋转磁场。
当UPS电源系统无故障时，维修开关打开，输入开关、输出开关闭合；当UPS电源系统故障时，维修开关闭合，输入开关、输出开关打开。这样，保证了用电负载的正常工作，而又不影响对UPS电源系统故障的在线维修。
随着计算机应用系统对电源的要求越来越高UPS日益受到重视，并逐渐发展成为一种具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压冲浪等功能的电力保护系统。尤其是在电网的线路及供电质量不太高、抗干扰的技术落后，同时计算机系统对电源的要求又比较高的情况下，UPS的作用就显得更加明显。
UPS的保护作用首先表现在对市电电源进行稳压，UPS的输入电压范围比较宽，一般情况是从170V到250V，而输出电源的质量是相当高的，后备式的UPS输出电压在5%~8%，输出频率稳定在1Hz；如图1，在线式UPS输出电压稳定在3%以内，输出频率稳定在0.5Hz。在市电正常时，UPS电源相当于交流市电稳压器；同时市电对蓄电池进行充电，此时也相当于充电器。在市电突然掉电的情况下，UPS自动切换到蓄电池供电，使计算机维持正常工作，保护软硬件不受损害。
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还有一种特殊情况，若电动机的负载较轻(小于额定负载的40%)，则不需较大的负载电流来产生电磁转矩去克服阻力矩，此时定子绕组由三角形接法改为星形接法，由于绕组相电压大大降低，励磁电流明显减少，所以总的定子电流也减小，而电机的功率因数和效率则相应提高。当大马拉小车时，即电机的负载小于额定负载的40%时人为将电机由三角形改为星形，达到节能降耗的目的。以上就是本人的一点经验总结，尤其希望对电工新人有所帮助，共同学习进步。
UPS根据新标准IEC（电工委员会）按其结构和运行原理分为以下3类：
（1）被动后备式UPS电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间仅简单地作为备用电源使用。此种UPS电源，在市电正常时，负载完全而且是直接地市电供电，逆变器不做任何电能变换，蓄电池由独立的充电器供电；当市电不正常时，负载完全由逆变器提供电能。 [5]
被动后备式UPS具有结构简单、价格最廉等优点，运用于某些非重要的负载使用，如家用计算机等。但市电断电时，继电器将逆变器切换至负载，切换时间较长，一般需几个毫秒的间断，所以稍微重要的计算机设备不应选用被动后备式UPS电源。 [5]
（2）在线互动式UPS电源
指逆变器并联连接在市电与负载之间，起后备电源作用，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电。通过逆变器的可逆运行方式，与市电相互作用，因此被称为互动式。此种UPS电源，在市电正常时，负载由经改良后的市电供电，同时逆变器作为充电器给蓄电池充电，此时逆变器起AC/DC变换器的作用；而当市电故障时，负载完全由逆变器供电，此时，逆变器起DC/AC变换器的作用。 [5]
在线互动式UPS具有结构较简单、实施方便、且易于并联、便于维护和维修、效率高、运行费用低、整机可靠性高等优点，性能满足某些负载要求，特别适用于网络中某些计算机设备采用分布式供电的系统。此种电源缺点是稳压性能不高，尤其动态响应速度低，其次抗干扰能力不强，电路会产生谐波干扰和调制干扰。
（3）双变换式UPS电源
指逆变器串联连接在交流输入与负载之间，电源通过逆变器连续地向负载供电。此种UPS电源其供电方式如下：市电正常时，市电经过整流器、逆变器向负载供电；市电不正常时，由蓄电器经逆变器向负载供电。
双变换式UPS是UPS电源的主品，具有性能好、电压稳定度与频率稳定度高、功能强、具有热备份连接和并联冗余联结的功能等优点，其不足之处是当容量少于10kVA以下，其整机效率不高，一般在85%左右。